USB协议分析仪在USB调试中的应用

1、usb协议分析仪在实际usb连通中的作用在现代电子设备中，越來越多的使用usb接口，不仅因为其使用方便，即插即拔，更 因为其价格低廉，协议开放，而广泛使用在各种电子设备上，并且已经发展为不可缺少的一 种接口形式。但usb接口的开发过程中，对于工程师來说还是会遇到这样或那样的问题， 如何提高调试效率，缩短研发周期，就協要一种调试测试工具usb协议分析仪。usb协议分析仪usb协议分析仪是协议层的分析工貝，是测试设备的一种。対于usb这种高速串行总 线來说，仅仅进行物理层测试是远远不够的，rti于在高低电平屮寓含着丰富的指令，传递着 人暈信息。所以对于usb传输协议就需要专用的usb协议分析仪来分

2、析测试，usb协议 分析仪是按照标准的usb协议来分解数据，将包含冇用信息的数据提取出来，并解释这些 数据的含义。随着设备z间传递数据速度的不断提髙，越来越多的高速串行总线被使用，如 sata、sas、ethernet、fc等等，这些高速串行总线也同样有英协议分析工具。为了让读者更好的了解usb协议分析仪的功能与用途，本文列举一个调试usb通信的 小例了。实验环境如图所示，左侧计算机安装usb协议分析仪软件，加上usb协议分析仪主机构成usb 协议分析系统。de2实验板作为usb设备，右侧计算机安装应用程序对de2进行操作。我 们主要关心安装有应用程序的计算机与de2实验板之间的usb通倍是否

3、正常，并且希望了 解这个通信过程是怎样完成的。de2实验板是教学过程中使用的开发板，针对usb通信接口部分有一片接口控制芯片, 可通过加载固件程序控制usb数据传输，对于usb开发工程师來说，编写固件程序是实现 usb通信的重耍部分，但很难验证固件程序是否正确，是否按照工程师的意愿执行。在pc 端安装有应用程序控制实现哪些功能，是在设备底层还需要编写驱动程序，确保可实现usb 通信，在生产研发中，驱动程序部分和应用程序部分大多由软件工程师完成，所以usb协 议分析仪是硬件工程师和软件工程师都需要的测试设备。usb协议分析仪是按照usb协议，将总线上的信号翻译成数据，再将数据逐层解析， 分析其传

4、输数据的含义。在这个过程中，可将usb传输过程中的错误叨确的指示出来，用 八可根据上下文关系找到问题所在。分析过程在本实验屮，如图所示，pc端应用程序的主要功能是：按下add键，给de2发送加 1的指令，显示在de2实验板的液品显示屏上；按下clear键，给设备发送清零的指令， de2实验板的液晶显示屏上的显示为00；通过这个简单的应川程序，我们可以了解实验板 上usb固件程序，计算机上usb驱动程序是否可以正确工作。如图所示，在应用程序的源程序屮，点击add,发送的数据为“aaabacadaeafa0a1”，这个就是我们要在usb通信过程屮需要传输的数据。传输了这一组数据也就表示传输了 ad

5、d指令。/udd-点击add键发送的指令 数据：aa ab ac ad ae afa0a1vc2.d fastcall tforml: :sttonlcllck (tobject sender) wjn3lc-ned char f ； e ；;f ；c< =0xaa;b-jf f ； 1 =0xab;bf f ；2 ； =0xac;b-jf f=0xad;匕nff：w：乞；匕二ff;匕nff6：匕二ff ： = ：=qx己l;buff ：0：=0x00; /claer buffer ：0readportz(匕，e);formi->memol->line3->add (r

6、,add result0xr, + inttohex ( (inif (b*jf f =0xcc) formi->memo!->line3 ->add ( nerror r,);下面，我们用ex200来捕获发送的add指令数据以及其前后过程。分析捕捉到的数据 搜索到datao, data1数据包内容皆为“ aa ab ac ad ae af ao a1 ”，与源代码一致。 如图所示，为datao数据包的内容。我们每次按fadd控件，就可以捕获到这一组数据,这说明usb通信没有问题，可以进行下一步的人数据量传输与通信。又如图所示，在应用程序的源程序中，点击clear,发送的数据

7、为“55 55 5c 5d 5e 5f50 51”，这个就是我们要在usb通信过程中需耍传输的数据。传输了这一组数据也就表示传输了 clear指令。:/clear点击clear键发送的 指令数据：55 55 5c 5d 5e 5f 50 51void fasdcall tformi : : 3*jtton2cllck (tobject sender)unsigned cnar f ； z ；;b-jff ：0：=cx55;b-jiff ：l：=0x55;b-jff ；2： =cx5c;fc-jiff ：3：=0x5d; buff ：4=0x5e;buff5=0x5f;buff ：6=0x50;

8、buff=0x51;buff；0=0x00;/claer buffer 0readpox匸2(bufff =);forir.l->meir.o 1一匚ine3->add (r,clear result0xr, + in匸toeex ( ( 丄if (b-jif f=0xcc) forir.l->meir.ol->line3->acid ( nerror n);我们用ex200来捕获发送的clear指令数据以及其前后过程。分析捕捉到的数据搜索 到datao, data 1数据包内容皆为“55 55 5c 5d 5e 5f 50 51 ”，与源代码一致。如图所示, 为

9、data0数据包的內容。我们每次按下clear控件，就町以捕获到这一组数据。回冈item| da在此处输入文字tj在out transaetion1-> out packet1datao packet« ack packets 4- in transaction1-> out transact!on1- out packet1- dat al packe t4- ack packet+ j in transaction1田- out transaction1+in transaetion1+ t out transaction1g j in transaetion11+

10、-> out transaction1田- in transacti on1+ -> out transaction1v|<_ mi 1>detailsadydatao packetset' reiet in slant searchdetails | search | export | summary00123456780:r55 55 5c 5d 5e 5f 50 51 uu pq9:4uab18 elements di splayedcap num3. 1.3400.04 xdatah clear, ufo 一 ellisys visual usbfile

11、 vi ew search record help另外，usb协议分析仪是一种很好的学习usb协议的t具，如图所示，通过usb协 议分析仪可分析并了解usb设备枚举过程，在教学中可以牛动地说明usb通信传输过程， 在实际研发中，也可提高效率，缩短开发周期。itemdeviceendpointinterfacestatusspeedpayload|在此处输入文字7创在 y|在此处在7在创在此处输7亞 reset (1.3 s)f 海£ suspended (236.3 ms)、豊 reset (78.2 ms)住.high speed dqtqction handshaketimeou

12、tsuspended (406.2 ms)豊 reset (31.2 ms)鷲 high speed detection handshaketimeout+ 阂 getdescriptor (device) reset (27. 1 ms)0 (1)0okfs18 bytes (1.high speed detection handshaketimeoutsetaddress (1)0 (1)0okfsno datajj getdescriptor odevice)10okfs18 bytes (1.+ getdescriptor (configuration)10okfs9 bytes (0

13、9+get descriptor (confi gur ati on)10okfs46 bytes (0.+j getdescriptor cdevice)10okfs18 bytes (1.+getdescriptor (configuration)10okfs9 bytes (09.+ 阂 get descriptor (configura txon)10okfs46 bytes (0.setconfi gurati on (1)10okfsno data+ t out transaction110ackfs8 bytes (aa.+4- in transaction120ackfs8 bytes (11.+ t out transaction110ackfs8 bytes (aa.+ 4- in transaction120ackfs8 byt